高分子材料的实验室加速老化和户外自然老化
汽车非金属材料的实验室加速老化和户外自然老化
摘要
本文对汽车非金属材料的两种耐候性试验方法－实验室加速老化和户外自然老化的相关情况进行了介绍，分析比较了二者各自的优缺点和相关性，并根据实际工作实践，提出了一些实际工作中应注意的问题，纠正了一些常见的错误观念。
关键词汽车非金属材料实验室加速老化户外自然老化
世界汽车工业的快速发展带动大量的现代老化研究。
今天的汽车是几十种不同材料的复杂组合，包括涂层、塑料、纺织品、皮革、颜料等，它们都有特定的耐候性，即在户外的耐老化性。
全球主要的汽车制造商已经在各种气候条件下进行了几十年的户外自然老化和实验室加速老化试验。
老化试验趋于系统化并积累了大量的试验数据。
汽车非金属材料的耐候性试验方法主要有两大类：实验室加速老化和户外自然老化。
户外自然老化是在典型的自然环境条件下进行的，虽然试验耗时比较长，一般要1～2年时间，但因其结果最能够说明材料的耐候性好坏和汽车整体的环境适应性，因此这一试验方法仍是各大汽车公司常用的方法，尤其是进行质量仲裁和开发新产品时。
目前国际上最知名的规模最大的自然曝露试验全球服务网络属于美国A TLAS气候服务集团，表1给出了这一机构的自然曝露试验场及其全球服务网络成员。
每年仅在美国凤凰城就有来自世界各地的20多部整车进行自然曝露（老化）试验。
我国也有一个的由广州电器科学研究院牵头的提供各种典型气候条件下的自然老化服务机构－机械工业环境技术研究中心（METRC），表2列出了METRC所属的自然曝露试验场。
表1 美国ATLAS公司的典型户外自然曝露
试验场及其全球服务网络成员
长久以来，汽车制造商都面对一个两难的境地，即其产品“由概念到市场”的生产周期是很快的，但材料的选择和户外自然老化试验的时间却是相对漫长的。
特别是一些汽车材料或部件供应商，其关心的也许只是拿到产品的耐候性证明，因此他们更乐意采用实验室加速
老化试验，以在短期内了解材料或部件耐候性好坏。
表2 我国的典型自然曝露试验场
曝露试验场气候类型*
广东广州亚湿热工业气候
海南琼海湿热气候
四川江津酸雨
西藏拉萨高原气候
甘肃敦煌沙漠气候
武汉亚湿热工业气候
山东青岛海洋气候
内蒙海拉尔寒冷气候
云南昆明亚湿热高原气候（1930米）
青海西宁寒温高原气候（2200米）
青海伍道梁寒温高原气候（4260米）
*根据我国的气候类型划分
实验室加速老化试验通过模拟自然环境条件，用具有人工光源的设备来加速非金属材料的老化过程。
通常要先对待试样品的实际使用环境进行考察和分析，找出待试样品在实际使用环境中引起老化的主要因素和这些因素可能达到的极大值，并在此基础上确定实验室老化试验的参数。
目前此类设备主要包括氙灯加速老化试验箱和紫外荧光加速老化试验箱，控制的因素主要有三个：辐照量、温度和湿度。
但实验室加速老化试验的结果是否就能够表示材料或产品在实际使用环境中的耐候性，怎样来建立二者之间的关联性，二者之间是否存在某一确定的量化关系，是否通过若干小时的实验室加速老化试验就能够预测材料或部件在实际使用环境中的使用寿命，这些问题长久以来都是汽车制造企业，特别是材料或零部件供应商期待解决的问题，也是笔者在实际工作中经常被客户问到的问题。
实际上，在选择实验室加速老化时必须首先考虑两个问题：一是其与户外自然老化的相关性，二是其加速作用。
相关性是指实验室加速老化试验产生的结果与户外自然老化试验的结果的吻合性。
即对不同耐候性的材料进行试验评价时二者的结果是否一致。
加速作用是指相对于户外自然老化，达到同样或相似试验结果时试验进程能够提速多少。
请注意，仅当加速试验结果与户外自然老化试验结果一致时，对实验室加速试验加速效果的估计才是有意义的。
加速因子通常用达到同样结果时户外自然老化试验所需的时间除以实验室加速老化所需的时间得到。
引起汽车非金属材料老化的因素很多，环境与材料之间的相互作用是非常复杂的。
由于实验室加速试验只是模拟和强化了自然界中影响材料老化的主要因素，如太阳辐照、温度和湿度等，因此，并不存在一种普遍适用的简单的方法或公式来计算加速因子。
另外，也是最重要的一点是，加速因子是材料的一种特性，其随材料的种类和配方的改变而改变，面对不同种类的材料的无数的配方，不可能建立单一的加速模型并通过实验室加速试验来预测材料在自然老化条件下或实际使用环境中的老化行为和使用寿命。
一般情况下，实验室加速试验的加速作用越大，其与户外自然老化结果的相关性就越差。
图1表明了这种关系。
图1 Florida凝胶涂层老化结果与7个加速老化因子和相关性的关系
（1996年SPI 51次会议提供）
另外一个问题就是实验室加速老化试验的重现性。
这一问题同样要着重注意两个方面。
其一是试样的均匀性。
试样的制备和处理对试验结果的再现性会有很大的影响，样条质量的均一性直接决定着试验结果的重现性。
另外，对试样在制备和测试时是如何保存和处理也要特别的留意。
虽然实验室加速老化试验能够快速的得到试验结果，但当以其结果来对聚合物耐候性做出结论性的评价之前，必须进行相当长的户外自然老化试验。
人工老化试验不能替代户外自然老化试验。
实验室加速试验的主要价值在于为汽车非金属材料的比较提供了可重复的试验条件，这一点户外自然老化试验是无法严格控制的。
实验室加速老化试验的原则是在模拟的基础上加速。
在决定采用实验室加速试验时，发生在汽车上的重要的老化行为必须被加速试验充分模拟，并且加速试验必须尽量模拟汽车可能遇到的最恶劣的使用条件。
国际上，主要的汽车制造商及其供应商、汽车工程师协会（SAE）、国家工业织物协会（IFAII）和其他组织合作，对实验室加速老化试验方法进行了标准化，使之与大多数材料的历史户外试验和真实使用有良好的相关性。
目前，大部分汽车材料/零部件供应商将实验室加速试验作为产品质量控制的手段，而将户外自然老化试验作为最初选材的依据。
汽车非金属材料的实验室加速老化试验方法主要包括SAE J 1885（汽车内部材料的可控辐照量的水冷式氙灯加速曝露试验）和SAE J 1860（汽车外部材料的可控辐照量的水冷式氙灯加速曝露试验）。
试验通过同时曝露标准参考材料（如标准聚苯乙烯试板或标准“兰羊毛”布）来协助确定人工加速老化设备的校正或设备之间、实验室之间的一致性。
实验室加速老化试验的结果通过户外自然老化试验得到验证。
但即使是SAE J 1885和SAE J 1860对许多汽车非金属材料的加速结果表现出与户外自然老化结果良好的相关性，也并不意味着二者百分百等效。
实验室加速老化的相关性和加速性是一个矛盾的组合体，前面已经提到，通常实验室加速试验的加速作用越大，其与户外自然老化结果的相关性就越差。
从实用的角度来看，我们
总是希望二者能都好。
针对这种情况，相关研发人员进行了大量的探索和尝试，成功开发了一种折中的试验方法，即自然加速老化。
这种试验方法综合了实验室加速老化和户外自然老化优点，使试验的相关性和加速性能够达到一个较为理想的平衡点。
加速自然老化的方法遵循加速试验的一般原理，通过提高单个自然老化变量的温度、辐照度和湿度的水平，使研究者较快的得到试验结果。
这种方法非常注意老化机理的一致性，即保证在某些自然老化变量被提高后，汽车非金属材料的老化机理与其在最终使用环境中的老化机理相同，包括老化变量间的相互作用。
目前，常用的自然加速老化方法包括黑箱曝露、玻璃下的黑箱曝露、加热的黑箱曝露、喷洒支架曝露、跟踪支架曝露、带水喷洒的跟踪支架曝露、控温控湿的玻璃下跟踪曝露、IP/DP曝露、跟踪IP/DP曝露、太阳跟踪圆盘传送带曝露、太阳跟踪聚光加速曝露、玻璃下的太阳跟踪聚光曝露等等。
这些方法的详细介绍会在系列论文中给出。
目前，国外对这一领域有深入研究并能进行相关试验的主要是前面提到的美国ATLAS气候服务集团，仅其在凤凰城的太阳跟踪聚光设备就达500台之多。
国内相关领域的研究相对滞后，但作为美国A TLAS公司在中国的唯一指定服务提供商，广州电器科学研究院在太阳跟踪聚光老化、IP/DP曝露和黑箱曝露等方面进行了卓有成效的探索，并已成功拓展了相关的对外服务业务，服务对象包括很多国际知名的汽车制造商如通用和大众等。
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料老化机理及防治方法探讨随着高分子材料的广泛应用，其老化问题逐渐受到了人们的关注。
高分子材料老化是指在使用过程中，受到各种外界因素的作用，导致材料性能下降或失效的现象。
本文将探讨高分子材料老化的机理以及常见的防治方法。
高分子材料老化的机理可以从以下几个方面进行分析。
高分子材料长期受到光照、热环境、氧气、湿度等因素的作用，会导致材料内部结构的断裂、变形或溶解。
高分子材料中的添加剂的变质或分解也会加速材料老化的过程。
高分子材料的内部原子或分子之间的键结构可能会发生断裂或改变，导致材料性能下降。
高分子材料在使用过程中受到机械应力或化学物质的作用，也会引起材料老化。
针对高分子材料老化问题，可以采取以下一些常见的防治方法。
通过改变高分子材料的结构或添加特定的添加剂可以提高其抗老化性能。
可以添加抗氧化剂、光稳定剂、UV吸收剂等来减缓材料的老化速度。
采取适当的加工工艺和工艺参数，如降低加工温度、延长加工时间、控制加工速度等，可以减少高分子材料在加工过程中的老化现象。
定期进行材料的检测和评估，可以及时了解材料的老化程度，以便及时采取防治措施。
还可以采用物理或化学方法来修复或增强高分子材料的性能，如超声波处理、紫外光固化等。
在实际应用中，我们还需要根据不同的高分子材料和使用环境来采取相应的防治措施。
在室内环境下使用的高分子材料，可以通过控制温湿度、避免光照等方式来减少材料老化；而在户外环境下使用的高分子材料，可以选择具有耐候性能较好的材料，并加强材料的防水、防腐、防紫外线等措施。
还可以利用材料的再生利用、加强材料的保养和维护等方式来延长高分子材料的使用寿命。
高分子材料老化是一个很复杂的问题，其机理多样且相互影响，因此需要采取综合性的防治措施。
通过改变材料的结构和添加剂，并采取适当的加工工艺和环境控制，可以减少高分子材料的老化现象。
定期检测和评估材料的老化程度，并采取相应的修复和增强措施，可以延长高分子材料的使用寿命。
PBO纤维自然老化与加速老化的相关性研究
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｒ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｐ Ｂ Ｏ 纤 维 自然 老 化 与加 速 老 化 的相 关 性 研 究①
应灵慧 ， 汪益龙 ， 刘小云 ， 庄启 昕 ， 韩哲文
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｌ ａ ｗ ｏ ｆ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｒ ｉ ｎ ｓ ｉ ｃ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ＢＯ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｄ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ．Ｔ ｈｅ ｒ ｅ —
ｓ ｕ ｈ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ Ｐ ＢＯ ｉ ｆ ｂ ｅ ｒ ｄ ｅ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ ｆ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｇ ｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｄ ｅ ｃ ｌ ｉ ｎ ｅ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｓ ｌ ｏ ｗ．Ｔ ｈ ｅ
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高分子材料的老化研究
与其化学结构、聚集态结构有密切关 系。化学结构是高分子借助共价键连 接起来的长链结构，聚集态结构是许 多大分子借助分子间作用力排列、堆 砌起来的空间结构，如结晶态、非晶
高分子在加工时，要和金属接 触，有可能混入微量金属，或在聚合 时，残留一些金属催化剂，这都会影 响自动氧化(即老化)的引发作用。
2.2 外在因素[7]
收稿日期：2010- 12- 10 作者简介：周勇，南京聚隆科技股份有限公司，南京 210061 电子邮箱：zh ouyong1975@163. com
2012 年 30 卷 第 1 期
35
评价以及一些防老化措施。
属键力、共价键力以及范德华力。环
0 前言
境因素会导致分子间作用力的改变、
1 老化现象
在极寒地区，温度对于塑料及橡 胶制品的性能影响极大。对于结晶型 塑料，如果环境温度低于材料的玻璃 化温度，会使高分子链段的自由运 动受到阻碍，表现为塑料变脆、变 硬而易折断；寒冷环境对于非晶塑 料的影响不大。对于橡胶制品，温 度低于玻璃化温度的表现会与结晶 型塑料相似，丧失了橡胶应有的性 能。寒冷环境对于纤维材料的物理 性能没有影响。
2.2.2 湿度的影响
湿度对高分子材料的影响可归结 于水分对材料的溶胀及溶解作用，使 维持高分子材料聚集态结构的分子间 作用力改变，从而破坏了材料的聚集 状态，尤其对于非交联的非晶聚合 物，湿度的影响极其明显，会使高分 子材料发生溶胀甚至聚集态解体，从 而使材料的性能受到损坏；对于结晶
形态的塑料或纤维，由于存在水分渗 透限制，湿度的影响不是很明显。
性能影响很大，分布越宽越容易老
起的危害要比想象的严重得多。高分 子材料的老化失效问题已成为限制高
2 老化因素
化，因为分布越宽端基越多，越容易 引起老化反应。
高分子材料的老化及防老化研究
高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括高分子、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子材料自身的性能较好，被广泛的应用在各行各业中，但是由于高分子材料在生产或储存的过程中，容易产生一些物理或化学变化，导致材料老化，性能降低，造成无法使用。
本文主要通过分析高分子材料产生的老化问题，并探讨防治高分子材料老化的一些措施。
标签：高分子材料；老化问题；预防对策由于高分子材料具有其独特的优势，已被广泛地运用于国民经济和日常生活的许多领域。
它是高科技和国家经济支柱产业中不可或缺的材料，也是重要的战略储备物资。
高分子材料在生产和使用的过程中，其无法避免地会在不同程度上发生老化现象。
随着高分子材料的种类、用量的增加和极端使用条件的扩大，其老化问题日益突出，因而对其老化规律、老化机理和防老化的研究也变得日益重要。
本文主要针对其发生老化的原因进行讨论，找出预防老化的相应对策。
一、高分子材料的老化（一）高分子材料老化的表现1、由于高分子材料品种不同，使用条件各异，因而有不同的老化现象和特征。
对于高分子制品来说，生胶经久贮存时会变硬、变脆或者发粘；高分子薄膜制品（如雨衣、雨布等）经过日晒雨淋后会变色，变脆以至破裂；在户外架设的电线、电缆，由于受大气作用会变硬、破裂，以至影响绝缘性；汽车轮胎和飞机轮胎使用日久后会发生龟裂；在实验室中的胶管会变硬或发粘；有些高分子制品还会受到霉菌作用而导致破坏等等。
农用塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色、变脆、透明度下降；航空有机玻璃用久后出现银纹、透明度下降；2、高分子材料老化发生的变化：首先是外观的改变，出现斑点、裂缝、污渍、喷霜、银纹、发粘、粉化、起皱、翘曲、焦烧、收缩、光学颜色的变化以及光学畸变。
其次是使用方面的改变，使用方面的改变又包括物理性能改变，流变性能、溶胀性、溶解性、耐寒性以及耐热、透气透水等性能的变化。
还有力学性能发生改变，相对伸长率、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、应力松驰、剪切强度等性能的变化。
高分子材料的实验室加速老化和户外自然老化
汽车非金属材料的实验室加速老化和户外自然老化摘要本文对汽车非金属材料的两种耐候性试验方法－实验室加速老化和户外自然老化的相关情况进行了介绍，分析比较了二者各自的优缺点和相关性，并根据实际工作实践，提出了一些实际工作中应注意的问题，纠正了一些常见的错误观念。
关键词汽车非金属材料实验室加速老化户外自然老化世界汽车工业的快速发展带动大量的现代老化研究。
今天的汽车是几十种不同材料的复杂组合，包括涂层、塑料、纺织品、皮革、颜料等，它们都有特定的耐候性，即在户外的耐老化性。
全球主要的汽车制造商已经在各种气候条件下进行了几十年的户外自然老化和实验室加速老化试验。
老化试验趋于系统化并积累了大量的试验数据。
汽车非金属材料的耐候性试验方法主要有两大类：实验室加速老化和户外自然老化。
户外自然老化是在典型的自然环境条件下进行的，虽然试验耗时比较长，一般要1～2年时间，但因其结果最能够说明材料的耐候性好坏和汽车整体的环境适应性，因此这一试验方法仍是各大汽车公司常用的方法，尤其是进行质量仲裁和开发新产品时。
目前国际上最知名的规模最大的自然曝露试验全球服务网络属于美国A TLAS气候服务集团，表1给出了这一机构的自然曝露试验场及其全球服务网络成员。
每年仅在美国凤凰城就有来自世界各地的20多部整车进行自然曝露（老化）试验。
我国也有一个的由广州电器科学研究院牵头的提供各种典型气候条件下的自然老化服务机构－机械工业环境技术研究中心（METRC），表2列出了METRC所属的自然曝露试验场。
表1 美国ATLAS公司的典型户外自然曝露试验场及其全球服务网络成员长久以来，汽车制造商都面对一个两难的境地，即其产品“由概念到市场”的生产周期是很快的，但材料的选择和户外自然老化试验的时间却是相对漫长的。
特别是一些汽车材料或部件供应商，其关心的也许只是拿到产品的耐候性证明，因此他们更乐意采用实验室加速老化试验，以在短期内了解材料或部件耐候性好坏。
高分子材料的老化及防老化研究
高分子材料的老化及防老化研究高分子材料在工业和生活中广泛应用，例如塑料、橡胶、纤维等，它们具有轻、坚、抗腐蚀性好、耐磨、绝缘性能好等优点，已经成为现代工程技术和科学技术领域中不可或缺的材料。
随着时间的推移，高分子材料会发生老化现象，导致材料性能下降，甚至失去使用价值。
研究高分子材料的老化机制和防老化技术对于延长材料寿命、提高材料性能具有重要的意义。
一、高分子材料的老化现象高分子材料在长期使用过程中，会发生多种老化现象，主要包括物理老化和化学老化两种类型。
1. 物理老化物理老化是指高分子材料在外部环境作用下，发生微观结构和宏观形态变化的现象。
主要表现为材料硬度下降、强度降低、脆性增加、断裂伸长率减小等。
这些变化是由于高分子链的结晶度和分子量分布发生改变，从而导致材料性能下降。
2. 化学老化高分子材料的老化会导致材料性能下降，对材料的使用寿命和安全性造成严重影响。
具体表现为以下几个方面：1. 机械性能下降：老化会导致高分子材料的硬度、强度、韧性等机械性能指标下降，使材料容易发生断裂、变形等现象。
2. 耐热性能降低：高分子材料老化后，耐热性能会减弱，容易软化、熔融，导致材料失去原有形状和结构。
3. 耐候性减弱：高分子材料在自然环境中老化，容易变色、龟裂、变质，并且随着老化程度的加剧，耐候性能会逐渐降低。
4. 绝缘性能下降：老化会导致高分子材料的绝缘性能降低，增加了绝缘材料在电气设备中的漏电和击穿风险。
为了延长高分子材料的使用寿命，提高其性能稳定性，科研工作者对高分子材料的老化机制进行了深入研究，并提出了一系列防老化技术。
研究表明，高分子材料的老化是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
环境条件、材料结构、添加剂等因素都会影响高分子材料的老化速度和方式。
利用适当的实验手段，对高分子材料老化的机制进行深入研究，可以为防老化技术的研发提供理论依据。
2. 防老化技术研究针对高分子材料的老化问题，科研人员提出了多种防老化技术，主要包括添加剂、改性处理、表面涂层等方法。
高分子材料实验室老化试验技术详解
高分子材料实验室老化试验技术详解【摘要】本文围绕实验室老化试验技术，详细介绍了老化试验的原理，各种常用光源的光谱能量分布及各自的优缺点，包括荧光紫外灯、碳弧灯、氙弧灯、金属卤素灯等。
介绍了常见的光老化试验箱以及各种光源常用的测试标准，并对光源的选择、滤镜的选择以及样品的外观评价等试验技术进行了详细介绍。
【关键词】光老化试验；荧光紫外灯；碳弧灯；氙弧灯；金属卤素灯；测试标准塑料、涂料、纺织品、皮革等高分子材料在使用过程中经常出现粉化、变色、起泡、龟裂、脱落等劣化现象，严重影响产品的机械、表观等方面的性能，因此需要了解高分子材料的光老化机理并寻找合适的人工加速光老化试验方法来客观地模拟自然使用条件，为材料的研发及应用提供快速的检测与评价方面的依据。
目前常用的人工加速老化试验方法主要有荧光紫外灯老化、碳弧灯老化、氙灯老化、金属卤素灯老化等试验方法，下面详细介绍一下这几种不同的老化测试方法。
1.荧光紫外老化试验紫外光老化试验箱采用荧光紫外灯为光源，通过模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝，对材料进行加速耐候性试验，以获得材料耐候性的结果。
荧光紫外试验可模拟紫外、雨淋、高温、高湿、凝露、黑暗等自然环境条件，通过将这些条件重现并循环开展老化试验。
目前常用的紫外线光源分为长波紫外线光源（UV A 灯）以及短波紫外线光源（UVB灯）两种类别，共包括四种光源，其光谱能量分布见图1[1]。
1.1 长波紫外线光源长波紫外线灯对于比较不同类型聚合物的耐紫外线性能尤为有用。
因为UV A灯的光谱不包含295nm以下的紫外线，跟户外阳光的波长截止点相同，通常不像短波紫外线破坏材料那样快，但它们比较接近真实的户外老化。
目前常用的光源包括：（1）UV A-340光源，在295nm～365nm的紫外波段最接近于太阳光的光谱，它的辐射峰值是在340nm，是目前最接近于户外阳光的紫外光源；（2）UV A-351光源，模拟日光被窗户玻璃过滤后的紫外线部分，它适用于户内环境应用。
高分子材料人工加速老化实验有哪些类型
高分子材料人工加速老化实验有哪些类型在高分子材料广泛应用的今天，高分子材料的老化现象已经成为一个非常重要的现实问题。
高分子材料的老化，尤其是在苛刻环境条件下的加速老化，常导致高分子产品过早失效，这不仅造成资源浪费，甚至会因其功能失效酿成更大的事故。
高分子材料的老化失效问题已成为限制高分子材料进一步发展和应用的关键问题之一。
人工加速老化实验是用人工的方法，在室内或设备内模拟近似于大气环境条件或某种特定的环境条件，并强化某些因素，以期在短期内获得实验结果。
其目的是相对快速的测量材料在长期使用中发生的特性改变程度的方法。
如果初步的加速方法不能产生实际使用中发生的老化作用，或在长期实验中没有发现应出现的机理，加速实验就应该重新鉴定，在问题确定和预实验分析阶段取得数据后加以改进。
究竟采用哪种实验方法取决于要测试的材料、材料的最终应用场合、材料遭破坏的模式和财力等方面。
因此，各国标准大都采用这种方法来评价材料的抗老化性能。
人工加速老化实验方法主要包括：耐候性实验、热老化实验(绝氧、热空气热氧化吸氧等实验)、湿热老化实验、臭氧老化实验、盐雾腐蚀实验、耐寒性实验以及抗霉实验等等。
耐候性实验在自然环境下，材料的正常使用寿命统称为耐候性。
在自然环境下评价高分子材料寿命的实验方法有室外老化实验及人工老化实验。
室外老化试验是评价材料实用性最适宜的方法，但引起高分子材料老化是热、光、机械摩擦、化学药品、微生物等因素的综合作用，而其中日照量、风雨等都是难以控制的气候因素，因此实验周期比较长。
在实验室模拟户外气候条件进行加速老化实验是耐候性实验的重要方式。
通常耐候性实验采用气候老化试验箱，该装置采用碳弧灯、氙灯或紫外荧光灯照射模拟日光的紫外线照射，周期性地向试样喷洒盐溶液来模拟降雨及盐粒子的作用，多重环境因子的交替作用构成实验过程。
热老化实验热是促进高聚物发生老化反应的主要因素之一，热可使高聚物分子发生链断裂从而产生自由基，形成自由基链式反应，导致聚合物降解和交联，性能劣化。
高分子材料的老化及防老化研究
高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是一种重要的材料之一，因其具有低密度、高强度、良好的耐化学性和可塑性等优点，被广泛地应用于汽车、建筑、医疗、电子等领域。
但是，随着时间的推移，高分子材料容易受到外界环境的影响，产生老化现象，导致质量下降、性能降低、寿命缩短。
因此，研究高分子材料的老化及其防老化是一项十分重要的课题。
高分子材料的老化是因为它们的结构中存在或引入了稳定性差的成分，当它们暴露于外界环境中时，这些成分会随着时间的推移发生反应，导致高分子材料的化学结构发生变化，并引起性能的降低。
高分子材料的老化机理可以分为内部老化和外部老化两种。
内部老化指的是材料分子结构内部的化学反应，包括高分子材料分子的链断裂、交联、氧化、降解等。
外部老化则是由于材料与外界环境中物质的接触导致的化学反应，如紫外线辐射、热氧化、湿热、化学腐蚀等。
其中，紫外线辐射是高分子材料常见的老化方式之一。
紫外线能量可以分解高分子材料中的化学键，使它们变得更加活泼，从而导致链断裂和降解。
而热氧化则是高分子材料在高温和氧气的作用下进行的化学反应，它会引起过氧化物的形成，从而使高分子材料的结构发生变化。
为了延长高分子材料的使用寿命，必须采取相应的防老化措施。
根据高分子材料老化的机理，可以采取以下措施：1.选择合适的材料选择分子量合适、稳定性好的材料可以延长高分子材料的使用寿命。
同时，还可以选择加入稳定剂，如光稳定剂、热稳定剂、氧化稳定剂等，从而增强材料的抗老化性能。
2.控制材料的加工条件材料的加工条件对于材料的老化性能有重要的影响。
在加工过程中，应注意控制加工温度、速度和压力，避免产生过高的温度、压力和剪切力等因素，导致材料分解和降解。
3.改变材料的环境通过改变材料所处的环境条件来改善材料的老化状况。
例如，采用遮光材料或者涂覆光稳定剂来减少紫外线辐射对材料的影响；加热或干燥材料来除去材料中的水分，减少材料的湿热老化。
4.加入抗氧化剂抗氧化剂可以在材料中引入自由基，从而抑制自由基的反应和材料的氧化反应。
[指南]高分子材料的老化和防老化的原因和如何防止它老化
（1）发生老化的原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基，等等。
外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体（如、、、等）、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫，等等。
从结构上的原因来说，聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因为C—F键的键能比C—H键的键能大，它起着保护碳链的作用。
聚丙烯不如聚乙烯耐老化，这是因为聚丙烯的碳链上有甲基，甲基碳原子上的氢原子比较容易脱去。
由于聚酰胺链上有羧基，聚酯纤维中的酯键容易水解，因此也容易老化。
又如二烯烃聚合的橡胶中含C=C双键，容易发生热氧老化、光氧老化、臭氧老化。
由于橡胶常在应力条件下使用，比较容易发生臭氧龟裂，因此臭氧老化是橡胶老化的主要原因。
氯丁橡胶由于含有吸电子基的氯原子，因而较耐老化。
聚合物由于结构上的弱点而在一定外界条件下发生的各种老化现象如前所述。
有的聚合物没有上述情况也会发生老化，如受到辐射特别是高能辐射时，化学键就会发生断裂，即使是近紫外光辐射也能足够打开一般的单键（C—H、O—H 那样的强键除外）。
(2）防止老化的措施从发生老化的原因来看，一个主要原因是在高分子结构本身。
因此，改善高分子的结构以提高老化的能力是很重要的。
例如，橡胶在硫化以后，依然存在着不饱和双键，而橡胶制品在使用时又难于避免日光、氧气、臭氧等的侵蚀，所以人们研究合成新的品种就应避免或大大减少橡胶的高分子链上的双键。
当纳塔①等人用络合催化剂定向聚合了聚乙烯以后，他们就预测可以用乙烯和丙烯两种单体经共聚制成弹性体，后来，果然合成了二元乙两橡胶，乙丙橡胶区别于其他合成橡胶在结构上的一大特点就是主链中不含双键，完全饱和，使它成为最耐臭氧、耐化学品、耐高温的耐老化橡胶。
但是，乙丙橡胶也带来聚二烯橡胶所没有的缺点，如硫化速率慢，不易跟金属粘合等。
于是人们又研究在乙丙橡胶上接上易硫化的第三单体，以提高硫化速率。
目前，乙丙橡胶已成为合成橡胶中有发展前途的一个品种。